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表面处理新技术:纳米复合镀技术的应用范围

文字:[大][中][小] 2015-3-25    浏览次数:24    

纳米复合镀技术不仅是表面处理新技术,也是零件再制造的关键技术,还是制造金属陶瓷材料的新方法。纳米复合镀技术是在电镀、电刷镀、化学镀技术基础上发展起来的新技术,它是纳米技术与传统技术的结合。因此,纳米复合镀技术不仅保持了电镀、电刷镀、化学镀的全部功能,而且还拓宽了传统技术的应用范围,从而获得更广、更好、更强的应用效果。


1)提高零件表面的耐磨性


由于纳米陶瓷颗粒弥散分布在镀层基体金属中,形成了金属陶瓷镀层,镀层基体金属中的无数纳米陶瓷硬质点,使镀层的耐磨性显著提高。使用纳米复合镀层可以代替零件镀硬铬、渗碳、渗氮、相变硬化等工艺。


2)降低零件表面的摩擦系数


用具润滑减摩作用的纳米不溶性固体颗粒制成纳米复合镀溶液,从而获得的纳米复合减摩镀层。镀层中弥散分布了无数个固体润滑点,能效降低摩擦副的摩擦系数,起到固体减摩作用,因而也减少了零件表面的磨损,延长了零件使用寿命。


3)提高零件表面的高温耐磨性


纳米复合镀使用的纳米小溶性固体颗粒多为陶瓷材料,形成的金属陶瓷镀层中的陶瓷相具优异的耐高温性能。当镀层在较高温度下工作时,陶瓷相能保持优良的高温稳定性,对镀层整体起到支撑作用,效地提高了镀层的高温耐磨性。


4)提高零件表面的抗疲劳性能


许多表面技术获得的涂层能迅速恢复损伤零件的尺寸精度和几何精度,提高零件表面的硬度、耐磨性、防腐性,但都难以承受交变负荷,抗疲劳性能不高。纳米复合镀层较高的抗疲劳性能,因为纳米复合镀层中无数个纳米不溶性固体颗粒沉积在镀层晶体的缺陷部位,相当于在众多的位错线上打下无数个“限制桩”,这些“限制桩”可效地阻止晶格滑移。另外,位错是晶体中的内应力源,“限制桩”的存在也改善了晶体的应力状况。


因此,纳米复合镀层的抗疲劳性能明显高于普通镀层。当然,如果纳米复合镀层中的纳米不溶性固体颗粒没打破团聚,颗粒尺寸太大,或配制镀液时,颗粒表面没被充分浸润,那么沉积在复合镀层中的这些“限制桩”很可能就是裂纹源,它不仅不能提高镀层的抗疲劳性能,反而会产生相反的结果。


5)改善色金属表面的使用性能


许多零件或零件表面使用色金属制造,主要是为了发挥色金属导电、导热、减摩、防腐等性能,但色金属往往因硬度较低,强度较差,造成使用寿命短,易损坏。制备色金属纳米复合镀层,不仅能保持色金属固的各种优良性能,还能改善色金属的耐磨性、减摩性、防腐性、耐热性。例如,用纳米复合镀处理电器设备的铜触点、银触点,处理各种铅青铜、锡青铜轴瓦等,都可效改善其使用性能。


6)实现零件的再制造并提升性能


再制造以废旧零件为毛坯,首先要恢复零件损伤的尺寸精度和几何形状精度。这可先用传统的电镀、电刷镀的方法快速恢复磨损的尺寸,然后使用纳米复合镀技术在尺寸镀层上镀纳米复合镀层作为工作层,以提升零件的表面性能,使其优于新品。这样做,不仅充分利用了废旧零件的剩余价值,而且节省了资源,利于环保。在某些备件紧缺的情况下,这种方法可能是备件的唯一来源。


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